题目内容
取一定量的酸性KMnO4溶液依次进行下列实验，有关现象记录如下：
①滴加适量H2O2，紫红色褪去，并有气泡产生；
②再加入适量的PbO2固体，固体溶解，溶液又变为紫红色；
③最后通入足量的SO2气体。
请回答下列问题：
(1)KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由强到弱的顺序为____________________；
(2)实验③中的现象为_____________________________________________________；
(3)实验①、②中反应的离子方程式分别是__________、________。
(1)PbO2＞KMnO4＞H2O2
(2)溶液紫红色褪去，有白色沉淀生成
(3)2MnO4—＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋=5Pb2＋＋2MnO4—＋2H2O
解析
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氧化铜矿石含有CuO和Cu2(OH) 2CO3，还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下：
（1）氧化铜矿石粉碎的目的是 。
（2）写出“酸浸”中Cu2(OH) 2CO3发生反应的离子方程式 。
（3）“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是 。
（4）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 。
（5）加入铁屑的作用是 、 。
（6）下表和下图为“烘干粉碎”的试验结果。
硫酸亚铁干燥曲线图
| 序号 | t/h | t/℃ | m/g | x |
| 1 | 3 | 80 | 5 | 4 |
| 2 | 3 | 160 | 10 | 1 |
| 3 | 4 | 160 | 10 | 0.8 |
| 4 | 4 | 160 | 5 | 0 |
| 5 | 5 | 80 | 5 | 3 |
| 6 | 5 | 160 | 15 | 1 |
表2．硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)干燥试验表
表2中，m为CuSO4·5H2O晶体的质量，x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为 ， （分别指出两条件的温度和时间）。
KMnO4酸性溶液与草酸（H2C2O4）溶液反应时，溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法，研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定：
①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择：0.02 mol·L-1、0.002 mol·L-1；
②所用H2C2O4溶液的浓度可选择：0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1；
③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL。
（1）若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响，通过变换这些实验条件，至少需要完成____ 组实验进行对比即可得出结论。
（2）在其它条件相同的情况下，某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度，测得实验数据（从混合振荡均匀开始计时）如下表所示：
| KMnO4酸性溶液浓度 （mol·L-1） | 溶液褪色所需时间（min） | | ||
| 第一次 | 第二次 | 第三次 | ||
| 0.02 | 14 | 13 | 11 | |
| 0.002 | 6.7 | 6.6 | 6.7 | |
①用0.002 mol/L KMnO4酸性溶液进行实验时，KMnO4的平均反应速率（忽略混合前后溶液体积变化）。
②依据表中数据，不能得出“溶液的褪色所需时间越短，反应速率越快”的结论。某同学设计以下方案，可以直接得出“褪色时间越短，反应的速率越快”结论。
| KMnO4酸性溶液 | H2C2O4溶液 | ||
| 浓度/ mol/L | 体积(ml) | 浓度/ mol/L | 体积（ml） |
| 0.02 | 2 | b | 4 |
| a | 2 | c | 4 |
则表中a= ；b= ；c= 。
（3）草酸电离常数：Ka1=5.9×10-2，Ka2=6.4×10-5。与KMnO4反应时，它将转化为CO2和H2O。
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为 。
②室温下，0.1mol·L-1 KHC2O4酸溶液中pH 7，理由是 。
（4）测得某次实验（恒温）时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图。请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因： 。
MnO2+Zn +2H2SO4。